汽车底盘构造与检修技术第3版：转向系统功能

汽车转向系统用来改变、恢复及保持行车路线。转向系统对汽车行驶安全性能有着非常重要的作用，转向系统和正确的车轮定位可以保证汽车按驾驶人的要求进行转向，并具有抵抗来自于车轮试图改变其行驶方向的力和力矩干扰的能力，以保证汽车正常行驶。

汽车转向系统要实现其功用，必须达到以下要求：转向时，四轮汽车的四个车轮沿同一个圆心做无滑动的纯滚动；转向轻便，驾驶人施加在转向盘外缘的最大圆周力，轿车不能超过200N，重型载货车不能超过450N；转向盘的回转圈数要少，轿车的转向传动比在14∶1和24∶1之间（如果要让转向转动1°，则转向盘要转动14°或24°），一般从极左转至极右为4～7圈；汽车行驶时，转向盘应稳定，汽车转向后，转向盘应有自动回正功能；转向冲击时，转向盘的感觉要小，但是要适当可逆，不打手，又要有路感；转向灵敏，转向盘的自由转动量应控制在极小的范围内；刚度和强度足够，成本低廉，可靠耐用等。

为了实现转向功能并避免在汽车转向时加大对车轮的磨损，希望汽车转向时每个车轮都做纯滚动。转向时汽车各轮纯滚动的条件：前、后外侧车轮转速分别高于前、后内侧车轮；各轮有一个共同的瞬时回转中心，内侧车轮的转向偏转角大于外侧车轮，即β>α，并且要满足下列公式：

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图4-1 双轴式汽车转向示意图

上述公式称为转向梯形理论特性公式，梯形是指为了获得不同的车轮转向角而经常使用的一个机构。如图4-1所示，公式中，B为两侧主销轴线与地面相交点的距离，L为汽车的轴距，R为汽车转向半径，O为汽车转向中心。

无论采用矩形联动装置，还是梯形联动装置，汽车转向时，内侧车轮转向偏转角β很难与外侧车轮的转向偏转角α在任何时候都是符合转向梯形理论特性公式的。也就是说，实际上两侧车轮转向偏转角之间的理想关系是很难实现的，两侧车轮转向偏转角只能大体上接近理想关系。

要实现转向轻便且灵敏，在转向系统中（尤其是机械转向系统），必须设计一个合适的转向系统传动比。转向系统传动比指转向盘转角与同侧转向轮偏转角之比，也就是转向盘转角与转向器转向摇臂偏转角之比，和转向器转向摇臂偏转角与同侧导向轮偏转角之比的乘积。很明显，转向系统传动比越大则越省力，转向系统传动比越小则越灵敏。在轿车上传动比为14∶1～24∶1。